{"id":78967,"date":"2020-09-22T07:26:10","date_gmt":"2020-09-22T05:26:10","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=78967"},"modified":"2020-09-17T13:33:25","modified_gmt":"2020-09-17T11:33:25","slug":"carl-zeiss-foerderung-baumaterialien-wie-insektenpanzer","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/carl-zeiss-foerderung-baumaterialien-wie-insektenpanzer\/","title":{"rendered":"Carl-Zeiss-F\u00f6rderung: Baumaterialien wie Insektenpanzer"},"content":{"rendered":"
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Bild: Universit\u00e4t Stuttgart\/Dahy]<\/figcaption><\/figure>\n

Chitin ist Hauptbestandteil des Exoskeletts von Insekten, Spinnen- und Krebstieren und sorgt zum Beispiel bei einem Insektenpanzer daf\u00fcr, dass dieser robust und zugleich biegsam ist. Eine Forschungsgruppe um Prof. Sabine Laschat an der Universit\u00e4t Stuttgart m\u00f6chte aus Chitin und seinen Derivaten in einem wasser-basierten Prozess Werkstoffe entwickeln, die f\u00fcr Spezialanwendungen im Bauwesen geeignet sind und dort den Energieverbrauch nachhaltig senken sollen. Die Carl-Zeiss-Stiftung f\u00f6rdert das Projekt im Rahmen ihrer F\u00f6rderlinie \u201ePerspektiven\u201c mit rund zwei Millionen Euro.<\/strong><\/p>\n

Das Polymer Chitin ist in der Natur weit verbreitet und besitzt faszinierende mechanische und optische Eigenschaften, die man gerne auch technisch nutzbar machen w\u00fcrde. Attraktiv w\u00e4ren Chitin-basierte Werkstoffe insbesondere deshalb, weil sie hydrophob sind und daher im Gegensatz zu Cellulose-basierten Materialien kein Wasser aufnehmen k\u00f6nnen, was sie resistent gegen Schimmel macht. Zudem werden sie durch chemische Modifikation feuerfest, sind mechanisch sehr robust und anders als synthetische Polymere kompostierbar.<\/p>\n

Die technische Nutzung von Chitin steht jedoch noch am Anfang, da das Polymer bisher nur unter Schwierigkeiten in einer L\u00f6sung modifiziert (prozessiert) werden kann. Vor diesem Hintergrund verfolgt das Projekt \u201eChitinfluid \u2013 Chitin als Ressource f\u00fcr multifunktionale Werkstoffe via wasser-basierter komplexer Fluide\u201c das Ziel, eine einfache wasserbasierte Prozessierung von Chitin und seinen Derivaten zu intelligenten Werkstoffen zu entwickeln. Eingesetzt werden diese zun\u00e4chst in Spezialanwendungen im Bausektor, die den enormen Energie- und Ressourcenverbrauch sowie die hohen CO2<\/sub>-Emissionen in dieser Branche eind\u00e4mmen sollen. Dar\u00fcber hinaus sind Chitin-haltige Hybridwerkstoffe als photonische Materialien (z.B. als Ersatz von Effektpigmenten) oder bei Faserverbundwerkstoffen als Ersatz von Carbonfasern denkbar. Hiervon k\u00f6nnten die Automobilindustrie und viele andere Bereiche profitieren.<\/p>\n

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Schematische Darstellung der Prozessierung von Chitin-Werkstoffen. Foto: Universit\u00e4t Stuttgart\/Institute<\/figcaption><\/figure>\n

Schrittweises Vorgehen<\/h3>\n

Eine zentrale Herausforderung f\u00fcr die technische Nutzung von Chitin ist dessen \u00dcberf\u00fchrung in eine auf der Nanoskala geordnete, aber fluide prozessierbare Form. Dies soll \u00fcber mehrere Schritte untersucht werden: Zun\u00e4chst wollen die Forschenden den Rohstoff Chitin mit Hilfe von Mikroorganismen \u201eumprogrammieren\u201c, damit modifizierte Zucker-Monomere in die wachsende Polymerkette eingebaut und ma\u00dfgeschneiderte Chitin-Copolymere mit ver\u00e4nderbaren strukturellen und mechanischen Eigenschaften erzeugt werden.<\/p>\n

Diese Chitin-Derivate sollen \u00fcber komplexe Fluide (kolloidaler Chitin-L\u00f6sungen, lyotrop fl\u00fcssigkristalline L\u00f6sungen oder Hydrogele) prozessierbar gemacht werden. Die dabei entstehenden komplexen Fluide sollen durch kontrollierten Wasserentzug, Mineralisation oder Treibmittel zu festen Sch\u00e4umen, Verbundwerkstoffen oder Beschichtungen verarbeitet werden, die einstellbare Biegesteifigkeiten aufweisen f\u00fcr die additive Fertigung geeignet sind. Schlie\u00dflich sollen erste Prototypen innovativer Baumaterialien und Komponenten entwickelt und Optimierungsregeln zum Beispiel f\u00fcr die akustische Absorption, W\u00e4rmed\u00e4mmung und Kompostierbarkeit definiert werden.<\/p>\n

Sieben Wissenschaftler*innen aus sechs Instituten<\/h3>\n

Da diese Forschungsziele nur interdisziplin\u00e4r umgesetzt werden k\u00f6nnen, bringen gleich sieben Wissenschaftler*innen aus sechs Instituten der Universit\u00e4t Stuttgart ihre Kernkompetenzen in das Projekt ein:<\/p>\n